CRC16自定义校验查表法

本文介绍了一种CRC16校验算法的具体实现方法,包括CRC16余式表的定义及其计算流程。该算法适用于需要进行数据完整性和错误检测的应用场景。

public class CRC16 {

//校验公式为0x1021

private static int[] CRC16Table = {
/* CRC16 余式表 */
0x0000, 0x1021, 0x2042, 0x3063, 0x4084, 0x50a5, 0x60c6, 0x70e7, 0x8108, 0x9129, 0xa14a, 0xb16b, 0xc18c,
0xd1ad, 0xe1ce, 0xf1ef, 0x1231, 0x0210, 0x3273, 0x2252, 0x52b5, 0x4294, 0x72f7, 0x62d6, 0x9339, 0x8318,
0xb37b, 0xa35a, 0xd3bd, 0xc39c, 0xf3ff, 0xe3de, 0x2462, 0x3443, 0x0420, 0x1401, 0x64e6, 0x74c7, 0x44a4,
0x5485, 0xa56a, 0xb54b, 0x8528, 0x9509, 0xe5ee, 0xf5cf, 0xc5ac, 0xd58d, 0x3653, 0x2672, 0x1611, 0x0630,
0x76d7, 0x66f6, 0x5695, 0x46b4, 0xb75b, 0xa77a, 0x9719, 0x8738, 0xf7df, 0xe7fe, 0xd79d, 0xc7bc, 0x48c4,
0x58e5, 0x6886, 0x78a7, 0x0840, 0x1861, 0x2802, 0x3823, 0xc9cc, 0xd9ed, 0xe98e, 0xf9af, 0x8948, 0x9969,
0xa90a, 0xb92b, 0x5af5, 0x4ad4, 0x7ab7, 0x6a96, 0x1a71, 0x0a50, 0x3a33, 0x2a12, 0xdbfd, 0xcbdc, 0xfbbf,
0xeb9e, 0x9b79, 0x8b58, 0xbb3b, 0xab1a, 0x6ca6, 0x7c87, 0x4ce4, 0x5cc5, 0x2c22, 0x3c03, 0x0c60, 0x1c41,
0xedae, 0xfd8f, 0xcdec, 0xddcd, 0xad2a, 0xbd0b, 0x8d68, 0x9d49, 0x7e97, 0x6eb6, 0x5ed5, 0x4ef4, 0x3e13,
0x2e32, 0x1e51, 0x0e70, 0xff9f, 0xefbe, 0xdfdd, 0xcffc, 0xbf1b, 0xaf3a, 0x9f59, 0x8f78, 0x9188, 0x81a9,
0xb1ca, 0xa1eb, 0xd10c, 0xc12d, 0xf14e, 0xe16f, 0x1080, 0x00a1, 0x30c2, 0x20e3, 0x5004, 0x4025, 0x7046,
0x6067, 0x83b9, 0x9398, 0xa3fb, 0xb3da, 0xc33d, 0xd31c, 0xe37f, 0xf35e, 0x02b1, 0x1290, 0x22f3, 0x32d2,
0x4235, 0x5214, 0x6277, 0x7256, 0xb5ea, 0xa5cb, 0x95a8, 0x8589, 0xf56e, 0xe54f, 0xd52c, 0xc50d, 0x34e2,
0x24c3, 0x14a0, 0x0481, 0x7466, 0x6447, 0x5424, 0x4405, 0xa7db, 0xb7fa, 0x8799, 0x97b8, 0xe75f, 0xf77e,
0xc71d, 0xd73c, 0x26d3, 0x36f2, 0x0691, 0x16b0, 0x6657, 0x7676, 0x4615, 0x5634, 0xd94c, 0xc96d, 0xf90e,
0xe92f, 0x99c8, 0x89e9, 0xb98a, 0xa9ab, 0x5844, 0x4865, 0x7806, 0x6827, 0x18c0, 0x08e1, 0x3882, 0x28a3,
0xcb7d, 0xdb5c, 0xeb3f, 0xfb1e, 0x8bf9, 0x9bd8, 0xabbb, 0xbb9a, 0x4a75, 0x5a54, 0x6a37, 0x7a16, 0x0af1,
0x1ad0, 0x2ab3, 0x3a92, 0xfd2e, 0xed0f, 0xdd6c, 0xcd4d, 0xbdaa, 0xad8b, 0x9de8, 0x8dc9, 0x7c26, 0x6c07,
0x5c64, 0x4c45, 0x3ca2, 0x2c83, 0x1ce0, 0x0cc1, 0xef1f, 0xff3e, 0xcf5d, 0xdf7c, 0xaf9b, 0xbfba, 0x8fd9,
0x9ff8, 0x6e17, 0x7e36, 0x4e55, 0x5e74, 0x2e93, 0x3eb2, 0x0ed1, 0x1ef0 };


public static byte[] GetCRC(byte[] bytes) {
int crc = 0xA1EC;  //初始值
for (byte b : bytes) {
crc = (crc << 8) ^ CRC16Table[((crc >>> 8) ^ b) & 0xff];
}
byte[] b = new byte[2];
b[0] = (byte) (crc >> 8);
b[1] = (byte) (crc >> 0);
return b;

}

//byte[]转换为16进制字符串

public static String bytesToHexString(byte[] src) {
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
    if ((src == null) || (src.length <= 0)) {
      return null;
    }
    for (int i = 0; i < src.length; ++i) {
      int v = src[i] & 0xFF;
      String hv = Integer.toHexString(v);
      if (hv.length() < 2) {
        stringBuilder.append(0);
      }
      stringBuilder.append(hv);
    }
    return stringBuilder.toString();
  }


}
### 3.5 自定义 CRC-16 校验的 Python 实现 在实际应用中,不同协议可能采用不同的 CRC-16 多项式和初始参数。为实现自定义 CRC-16 校验,需根据给定的多项式、初始值、输入输出反转方式等参数进行配置。 以下是一个通用的 CRC-16 实现方,支持指定生成多项式(如 0xA001,即 0x8005 的位反转形式)、初始值(如 0xFFFF)等参数[^1]: ```python def calculate_crc16(data: bytes, poly: int = 0xA001, init_crc: int = 0xFFFF) -> int: crc = init_crc for byte in data: crc ^= byte for _ in range(8): if crc & 0x0001: crc = (crc >> 1) ^ poly else: crc >>= 1 return crc ``` 此函数可依据不同协议配置 CRC-16,例如: - **CRC-16/MODBUS**:`poly=0xA001`, `init_crc=0xFFFF`[^1] - **CRC-16/CCITT-FALSE**:`poly=0x1021`, `init_crc=0xFFFF` 示例使用: ```python test_data = b"123456" crc16_modbus = calculate_crc16(test_data, 0xA001, 0xFFFF) print(f'CRC-16/MODBUS: 0x{crc16_modbus:04X}') ``` 该方通过逐字节处理数据,并对每一位进行判断和移位操作,确保与硬件实现一致。在通信协议开发、嵌入式系统调试等场景中具有广泛适用性[^3]。 --- ### 3.6 查表优化 CRC-16 计算性能 为了提高 CRC-16 的计算效率,可采用查表预先生成 256 项的 CRC 表,然后通过查表加速计算过程。以下是一个基于预计算表的 CRC-16 实现示例: ```python # 生成 CRC-16 查表 def generate_crc16_table(poly: int = 0xA001) -> list: table = [0] * 256 for i in range(256): crc = i for _ in range(8): if crc & 0x0001: crc = (crc >> 1) ^ poly else: crc >>= 1 table[i] = crc return table # 使用查表计算 CRC-16 def calculate_crc16_table(data: bytes, table: list, init_crc: int = 0xFFFF) -> int: crc = init_crc for byte in data: crc = table[(crc ^ byte) & 0xFF] ^ (crc >> 8) return crc ``` 使用示例: ```python crc_table = generate_crc16_table(0xA001) test_data = b"123456" crc16_value = calculate_crc16_table(test_data, crc_table, 0xFFFF) print(f'CRC-16 (查表): 0x{crc16_value:04X}') ``` 该方通过预先计算每个字节的 CRC 值,减少了重复的位运算操作,显著提升了计算速度,适用于需要频繁进行 CRC 校验的场景[^3]。 ---
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